Tài liệu Nghiên cứu điều chế etanol từ vỏ quả cà phê - Robusta ở tỉnh Lâm Đồng Việt Nam bằng phương pháp sinh học: Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 61
NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ETANOL TỪ VỎ QUẢ
CÀ PHÊ - ROBUSTA Ở TỈNH LÂM ĐỒNG VIỆT NAM
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Nguyễn Hoàng Nam1*, Công Tiến Dũng2, Hoàng Thị Chung3,
Nguyễn Viết Hùng2, Nguyễn Mạnh Hà2
Tóm tắt: Bài báo đưa ra kết quả của việc sử dụng enzym xenlulaza để lên men
thủy phân vỏ quả cà phê tạo thành glucozơ với hàm lượng 2,5mL/250g vỏ khô trong
môi trường pH = 4, thời gian 4 giờ ở 40oC. Sau khi thủy phân, lên men sản phẩm
bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae với hàm lượng 3,5% trong thời gian 15
ngày để chuyển hóa glucozơ thành etanol, chưng cất etanol thu được với hiệu quả
3,84%. Kết quả nghiên cứu thu được cho thấy tiềm năng lớn của việc sản xuất
etanol từ vỏ quả cà phê bằng công nghệ sinh học.
Từ khóa: Vỏ quả cà phê; Enzym xenlulaza; Etanol; Saccharomyces cerevisiae.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá đóng vai trò qua...
6 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 366 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu điều chế etanol từ vỏ quả cà phê - Robusta ở tỉnh Lâm Đồng Việt Nam bằng phương pháp sinh học, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 61
NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ETANOL TỪ VỎ QUẢ
CÀ PHÊ - ROBUSTA Ở TỈNH LÂM ĐỒNG VIỆT NAM
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC
Nguyễn Hoàng Nam1*, Công Tiến Dũng2, Hoàng Thị Chung3,
Nguyễn Viết Hùng2, Nguyễn Mạnh Hà2
Tóm tắt: Bài báo đưa ra kết quả của việc sử dụng enzym xenlulaza để lên men
thủy phân vỏ quả cà phê tạo thành glucozơ với hàm lượng 2,5mL/250g vỏ khô trong
môi trường pH = 4, thời gian 4 giờ ở 40oC. Sau khi thủy phân, lên men sản phẩm
bằng nấm men Saccharomyces cerevisiae với hàm lượng 3,5% trong thời gian 15
ngày để chuyển hóa glucozơ thành etanol, chưng cất etanol thu được với hiệu quả
3,84%. Kết quả nghiên cứu thu được cho thấy tiềm năng lớn của việc sản xuất
etanol từ vỏ quả cà phê bằng công nghệ sinh học.
Từ khóa: Vỏ quả cà phê; Enzym xenlulaza; Etanol; Saccharomyces cerevisiae.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, nguồn năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, than đá đóng vai trò quan trọng
trong đời sống. Tuy nhiên, theo tính toán, đến năm 2060 – 2070 nguồn năng lượng này sẽ
trở nên cạn kiệt. Hơn nữa, việc khai thác, sử dụng chúng phục vụ cho hoạt động sản xuất,
đời sống của con người đã gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Con người đang tìm
kiếm các nguồn năng lượng sạch để thay thế chúng như năng lượng mặt trời, năng lượng
sức gió, năng lượng thủy triều, năng lượng sinh học như etanol, metanol [1]
Etanol có khả năng thay thế xăng dầu được sản xuất từ dầu mỏ hoặc có thể được pha
chộn với xăng để tạo thành xăng sinh học [1]. Thông thường, etanol được sản xuất bằng
cách lên men tinh bột từ ngô khoai sắn hay gạo hoặc từ đường saccaro [2]. Etanol còn có
thể được sản xuất từ xenlulozơ và một số các hợp chất hữu cơ khác [1, 3, 4].
Việt Nam hiện nay là nước có sản lượng cà phê khoảng 1,7 triệu tấn/năm, trong đó
lượng cà phê xuất khẩu khoảng 900.000 đến 1.200.000 tấn/năm, lớn nhất thế giới. Kim
ngạch xuất khẩu đạt khoảng trên 2 tỉ USD/năm, dự báo sản lượng cà phê của Việt Nam
ngày một gia tăng. Đi kèm với sự gia tăng sản lượng cà phê hàng năm là lượng lớn chất
thải hữu cơ từ vỏ quả cà phê. Lượng chất thải này chiếm khoảng 40-45% trọng lượng hạt
cà phê, nó tương đương với 800.000 tấn/năm [5, 6]. Nếu không được xử lý thì nó là nguồn
gây ô nhiễm chất thải hữu cơ nghiêm trọng đối với môi trường, làm thay đổi tính chất của
đất, ô nhiễm môi trường không khí cũng như môi trường nước, đặc biệt là nước ngầm.
Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay đã có rất nhiều công trình xử lý vỏ cà phê như:
xử lý làm thức ăn gia xúc, gia cầm, trồng nấm ăn, lên men làm phân bón, chiết xuất hương
liệu, đốt cháy làm nhiên liệu [7]...
Vỏ cà phê chứa chủ yếu là các hợp chất hữu cơ trong đó xenlulozơ chiếm khoảng 62%.
Trong đó, hàm lượng đường như saccarit hay polysaccarit chiếm tỉ lệ khá cao. Ngoài ra nó
còn chứa các hợp chất hữu có khác như: antoxian, alkaloid, tannin, cafein, các loại peptit,
pectin, ... Bởi vậy, có thể tận dụng nguồn chất hữu cơ này có trong vỏ cà phê để sản xuất
etanol thông qua quá trình lên men [6, 8]:
(C6H10O5)n + nH2O
nC6H12O6
với xúc tác enzyme amilaza:
(C6H10O5)n
a -
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ (C6H10O5)x + xH2O
b -
⎯⎯⎯⎯⎯⎯ C12H22O11
C12H22O11 + H2O
⎯⎯⎯⎯⎯ C6H12O6 + C6H12O6
Hóa học & Môi trường
N. H. Nam, , N. M. Hà, “Nghiên cứu điều chế etanol từ vỏ quả phương pháp sinh học.” 62
Sacaroza D-glucoza D-fuctoza
Lactoza D-glucoza D-glactoza
C6H12O6
⎯⎯⎯⎯⎯ 2 C2H5OH + 2CO2
Qua đó, một mặt có thể điều chế được etanol từ vỏ quả cà phê bằng phương pháp sinh
học nhằm sử dụng cho mục đích của cuộc sống, mặt khác, tận dụng được phế phẩm từ quá
trình sản xuất cà phê.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất
CuSO4.5H2O, NaOH, Fe2(SO4)3, KMnO4, C6H12O6, C4H4O6KNa.4H2O, H2SO4 thuộc
loại tinh khiết Pa do hãng Merck của Đức sản xuất.
Enzym xenlulaza có nguồn gốc từ Novo Nordick (Đan Mạch) với mật độ vi sinh hữu
ích đạt ≥109 CFU/gam chế phẩm. Trong đó, vi khuẩn thuộc chi Bacillus ≥ 109 CFU/g, xạ
khuẩn Stretomyces ≥ 108 CFU/g. Giống nấm men được sử dụng là Saccharomyces
cerevisiae chủng Turbo yeast extra của hãng Wholasale (Anh).
Nguyên liệu vỏ quả cà phê khô được lấy từ giống cà phê Robusta ở Lâm Đồng Việt Nam.
2.2. Các phương pháp phân tích
Glucozơ được phân tích theo tiêu chuẩn ASTM E1758-01.
Etanol được phân tích theo tiêu chuẩn ASTM D5501-09.
2.3. Nghiên cứu thuỷ phân vỏ quả cà phê trong môi trường nước
Lượng xác định vỏ quả cà phê (2g vỏ quả cà phê khô đã say nhỏ) được cho vào bình
nón chứa 45 mL H2O và tiến hành khảo sát sự thuỷ phân thành glucozơ theo thời gian từ
0h; 0,5h; 1h; 2h; 3h; 5h; 8h; 24h với tốc độ khuấy 400 vòng/phút và nhiệt độ thuỷ phân là
50oC. Sau khi thuỷ phân, mẫu được lấy để xác định hàm lượng glucozơ được thuỷ phân từ
vỏ của quả cà phê.
2.4. Nghiên cứu thủy phân vỏ quả cà phê bằng enzym xenlulaza
Lượng xác định của vỏ quả cà phê (2g vỏ quả cà phê khô đã say nhỏ) được cho vào
bình nón, đậy nắp cao su, cắm kim tiêm vào nút cao su để cho khí CO2 thoát ra; Thêm
45mL nước cất vào bình nón; Điều chỉnh pH của dung dịch về các giá trị 4, 5, 6 bằng dung
dịch H2SO4 hoặc dung dịch NaOH; Cho 0,5mL enzym xenlulaza rồi tiến hành khuấy ở 400
vòng/phút, giữ ổn định nhiệt độ ở 50oC. Lấy mẫu để phân tích tại các thời điểm: 2 h, 4 h, 6
h, 8 h, 12 h, 24 h và 48 h. Các mẫu được ly tâm với tốc độ 4000 vòng/phút trong thời gian
5 phút, sau đó đem xác định hàm lượng glucozơ.
2.5. Nghiên cứu quá trình thủy phân và lên men vỏ quả cà phê
Cân 250g vỏ quả cà phê khô cho vào bình nón, thêm 2,5mL enzyme xenlulaza, 100mL
nước cất 3 lần, điều chỉnh pH = 4, đậy nút cao su và cắm kim tiêm để CO2 thoát ra khỏi
bình, tiến hành thuỷ phân trong thời gian 4 h ở 40oC. Sau khi thủy phân, tiến hành lên men
bằng Saccharomyces cerevisiae với các hàm lượng khác nhau: 2,5 g; 5 g; 6,25 g 7,5 g;
8,75 g và 10 g và thời gian ủ men: 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 15 và 16 ngày.
2.6. Chưng cất thu hồi C2H5OH
Tiến hành chưng cất thu etanol bằng bộ dụng cụ chưng cất thông thường, lấy phân
đoạn ở 78°C. Sau khi chưng cất lần 1, sản phẩm được tiếp tục chưng cất lần 2 để thu
etanol 96°.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hàm lượng glucozơ có trong vỏ quả cà phê
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 63
Glucozơ là hợp chất quyết định sự thành công của việc chuyển hoá các hợp chất hữu cơ
thành rượu, bởi vậy, cần phải xác định hàm lượng của glucozơ ban đầu có trong vỏ quả cà
phê cũng như trong quá trình thuỷ phân và lên men các hợp chất hữu cơ có trong vỏ quả cà
phê. Việc xác định hàm lượng của glucozơ có trong vỏ quả cà phê được tiến hành bằng
phương pháp chiết trong môi trường nước.
Khảo sát thời gian chiết glucozơ từ trong vỏ quả cà phê bằng nước ở nhiệt độ phòng
Kết quả xác định hàm lượng glucozơ đối với vỏ của quả cà phê được chỉ ra trong bảng 1.
Bảng 1. Khảo sát hàm lượng glucozơ thu được từ việc chiết bằng nước theo thời gian, ở
điều kiện nhiệt độ phòng, từ vỏ khô của quả cà phê.
Thời gian (h) 2 4 6 8 12 24
Cglucozơ (g/g) 0,011 0,021 0,032 0,032 0,042 0,011
Kết quả chỉ ra rằng, khi chiết vỏ quả cà phê khô bằng nước ở điều kiện nhiệt độ phòng,
hàm lượng glucozơ tăng dần theo thời gian từ 0h đến 12h. Giá trị của nó tăng từ 0,011g
đến 0,042g glucozơ/1g mẫu vỏ khô tương ứng. Giá trị cao nhất của nó đạt 0,042g
glucozơ/1g mẫu vỏ khô ở thời gian 12h. Tiếp tục kéo dài thời gian chiết đến 24 h hàm
lượng glucozơ giảm dần, giá trị thấp nhất là 0,011g glucozơ/1 g ở 24h. Nguyên nhân có
thể được giải thích là do trong quá trình làm khô vỏ cà phê, một mặt, glucozơ bị chuyển
hoá một phần thành các hợp chất khác, mặt khác, các thành phần hữu cơ bị mất nước bao
phủ xung quanh phân tử glucozơ trở nên bền vững, bởi vậy, glucozơ không được giải
phóng tan vào trong nước. Khi kéo dài thời gian chiết, các phân tử H2O tấn công vào các
phân tử hữu cơ làm cho chúng nở ra, khoảng cách giữa các phân tử lớn hơn, các phân tử
H2O có thể tấn công vào sâu bên trong của vỏ quả cà phê, qua đó, các phân tử glucozơ có
thể theo các phân tử nước khuếch tán ra bên ngoài. Tiếp tục kéo dài thời gian chiết, một
phần các phân tử glucozơ có thể bị chuyển hoá thành các hợp chất hữu cơ khác, làm giảm
hàm lượng của glucozơ.
Khảo sát thời gian chiết glucozơ từ vỏ khô của quả cà phê trong nước ở nhiệt độ 80oC
Kết quả chiết glucozơ trong môi trường nước ở điều kiện nhiệt độ 80°C đối với vỏ khô
của quả cà phê được chỉ ra trong bảng 2.
Bảng 2. Khảo sát hàm lượng glucozơ thu được từ việc chiết bằng nước theo thời gian, ở
điều kiện nhiệt độ 80oC, từ vỏ khô của quả cà phê.
Thời gian (h) 2 4 6 8 12 24
Cglucozơ (g/g) 0,021 0,032 0,042 0,042 0,063 0,032
Kết quả chỉ ra rằng, khi chiết glucozơ bằng nước ở nhiệt độ 80oC, theo thời gian từ 0h
đến 12h hàm lượng glucozơ tạo thành tăng dần từ 0,021g đến 0,063g glucozơ/1g mẫu.
Tiếp tục tăng thời gian chiết đến 24h, lượng glucozơ tạo thành giảm dần, thấp nhất ở
0,032g glucozơ/1g. Ở nhiệt độ 80°C, quá trình phá vỡ cấu trúc vỏ bên ngoài dễ dàng hơn
so với điều kiện nhiệt độ thường. Vì vậy, sự khuếch tán của đường diễn ra nhanh hơn và
triệt để hơn.
3.2. Thủy phân vỏ quả cà phê bằng enzym xenlulaza
Enzym xenlulaza có thể thuỷ phân xenlulozơ thành đường glucozơ, tuy nhiên, ở nhiệt
độ khác nhau thì hiệu quả thu được khác nhau. Kết quả của việc nghiên cứu quá trình thuỷ
phân vỏ quả cà phê khô bằng enzym xenlulaza trong các điều kiện pH = 4, 5, 6; Nhiệt độ là
25oC, 30oC, 40oC, 50oC; Thời gian thủy phân khác nhau để tạo thành glucozơ được chỉ ra
trong bảng 3.
Hóa học & Môi trường
N. H. Nam, , N. M. Hà, “Nghiên cứu điều chế etanol từ vỏ quả phương pháp sinh học.” 64
Kết quả nghiên cứu quá trình thủy phân vỏ khô của quả cà phê bằng enzym xenlulaza
chỉ ra rằng, khi thay đổi pH, nhiệt độ và thời gian thuỷ phân, hàm lượng của glucozơ thu
được thay đổi.
Bảng 3. Hàm lượng glucozơ(g)/1 g mẫu được tạo thành khi thủy phân bằng enzym
xenlulaza, trong điều kiện pH = 4, 5, 6, nhiệt độ và thời gian khác nhau của vỏ khô.
pH T°C
Hàm lượng glucozơ theo thời gian thủy phân (h)
2 4 6 8 12 24
4
25 0,200 0,212 0,222 0,212 0,159 0,074
30 0,204 0,222 0,222 0,206 0,159 0,063
40 0,212 0,233 0,222 0,222 0,191 0,159
50 0,200 0,233 0,222 0,212 0,127 0,074
5
25 0,222 0,206 0,202 0,159 0,127 0,106
30 0,193 0,201 0,212 0,180 0,106 0,074
40 0,201 0,191 0,177 0,169 0,169 0,148
50 0,212 0,181 0,172 0,159 0,159 0,148
6
25 0,181 0,169 0,159 0,137 0,106 0,085
30 0,191 0,181 0,180 0,169 0,116 0,053
40 0,191 0,159 0,148 0,127 0,116 0,095
50 0,181 0,169 0,169 0,127 0,127 0,106
Ở điều kiện pH = 4, khi thay đổi nhiệt độ và thời gian thuỷ phân, nhiệt độ thuỷ phân
40°C, thời gian thuỷ phân là 4h cho hiệu quả thủy phân tốt nhất, hàm lượng glucozơ thu
được ở điều kiện này đạt 0,233g/g mẫu. Khi thay đổi giá trị pH = 5 và ở điều kiện pH = 6
hàm lượng glucozơ thu được thấp nhất.
Ở tất cả các điều kiện pH và nhiệt độ ở trên, khi thay đổi thuỷ phân từ 0h đến
6h, hàm lượng glucozơ tạo thành là lớn nhất ở 6 h, kéo dài thời gian thủy phân đến 24h,
hàm lượng glucozơ tạo thành giảm dần theo thời gian.
Như vậy, có thể thấy răng, trong giai đoạn đầu của quá trình thuỷ phân, thời gian thuỷ
phân từ 0h đến 4h đối với điều kiện pH = 4 hoặc 6h trong điều kiện pH = 5, ở điều kiện
nhiệt độ khảo sát khác nhau, hàm lượng glucozơ tạo thành tăng dần, nguyên nhân là do
xenlulozơ và các loại đường có trong vỏ khô quả cà phê còn nhiều, hoạt tính của enzym
xenlulaza cao, các cấu trúc dễ bị tấn công của xenlulozơ còn nhiều và không có chất ức
chế hoạt tính của enzym xenlulaza, enzym xenlulaza bắt đầu tiêu thụ nhiều xenlulozơ cùng
với đường có trong vỏ quả cà phê, vì vậy, tạo ra nhiều glucozơ.
Kéo dài thời gian thủy phân đến 24h, hàm lượng glucozơ tạo thành giảm dần là do
Glucozơ đã được tạo thành kết hợp với lượng xenlulozơ còn lại trong mẫu gây ức chế hoạt
động của enzym xenlulaza và những phần xenlulozơ dễ bị thủy phân đã hết. Mặt khác, hoạt
tính của enzym xelulaza bị giảm dần sau thời gian dài tác động, một số enzym bị nhốt trong
cấu trúc xốp của xenlulozơ hoặc do một phần glucozơ đã bị lên men, chuyển hóa thành các
hợp chất khác.
Dựa trên kết quả khảo sát các điều kiện khác nhau thấy rằng: Thủy phân vỏ khô của
quả cà phê bằng enzym xenlulaza ở điều kiện pH = 4, nhiệt độ 40oC, thời gian thủy phân là
4 h cho hàm lượng glucozơ tạo thành cao nhất, đạt 0,233 g glucozơ/g mẫu.
3.3. Thủy phân và lên men đồng thời vỏ quả cà phê tạo thành etanol
Ảnh hưởng của hàm lượng men Saccharomyces cerevisiae
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CBES2, 04 - 2018 65
Để khảo sát hàm lượng Saccharomyces cerevisiae được sử dụng cho quá trình lên men
glucozơ được tạo ra từ vỏ quả cà phê thông qua quá trình thuỷ phân để tạo thành etanol,
quá trình được tiến hành trong điều kiện: thời gian lên men là 48h, lượng vỏ quả ca phê
khô là 250g, thêm 2,5mL enzym xenlulaza, thời gian thuỷ phân 4h, nhiệt độ thuỷ phân
40°C và điều chỉnh giá trị pH = 4, thay đổi hàm lượng men Saccharomyces cerevisiae theo
các tỉ lệ khác nhau. Kết quả nghiên cứu thu được chỉ ra ở bảng 4.
Bảng 4. Ảnh hưởng của hàm lượng men Saccharomyces cerevisiae đến hàm lượng etanol.
Hàm lượng men (%) 1 2 2,5 3 3,5 4
C2H5OH (g) 0,96 1,28 1,92 2,56 2,86 1,6
Kết quả chỉ ra rằng, khi tăng lượng men Saccharomyces cerevisiae từ 1 % đến 3,5 %
thì lượng etanol được tạo thành tăng, giá trị cao nhất của nó đạt 2,86g C2H5OH ở hàm
lượng men 3,5 %. Tuy nhiên, khi tăng lượng men Saccharomyces cerevisiae đến 4 % hàm
lượng etanol giảm xuống chỉ còn 1,6g. Điều này có thể là do khi lượng men
Saccharomyces cerevisiae trong mẫu tăng, nấm men Saccharomyces cerevisiae sẽ sử dụng
glucozơ tạo thành trong quá trình thủy phân để tăng sinh khối, bởi vậy, lượng glucozơ
giàm làm cho lượng etanol sinh ra sẽ giảm theo.
Ảnh hưởng của thời gian lên men
Thời gian lên men ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của quá trình chuyển hoá glucozơ thành
etanol, bởi vậy, cần tiến hành khảo sát thời gian lên men sao cho phù hợp. Nghiên cứu thời
gian lên men sau khi thuỷ phân 250g mẫu khô bằng 2,5mL enzym xenlulaza, ở nhiệt độ
thuỷ phân 40°C trong môi trường pH = 4, mẫu được thêm vào với 8,75g men, tiến hành
khảo sát trong các khoảng thời gian từ 0.5 ngày đến 16 ngày. Kết quả của quá trình khảo
sát được chỉ ra ở bảng 5.
Bảng 5. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hàm lượng etanol.
Thời gian lên men (ngày) 0,5 1 2 3 4 5 15 16
C2H5OH (g) 0,96 1,6 2,88 3,52 4,16 6,08 9,6 8,0
Kết quả chỉ ra rằng, khi thời gian lên men tăng dần từ 0 ngày đến 15 ngày lên men, hàm
lượng etanol được tạo thành tăng lên, giá trị của nó đạt cao nhất là 9,6g ở thời gian lên men
là 15 ngày. Tiếp tục kéo dài thời gian lên men đến 16 ngày, hàm lượng etanol được tạo thành
giảm xuống còn 8g. Nguyên nhân hàm lượng etanol giảm khi kéo dài thời gian lên men là
do: Sau thời gian dài lên men, sự tích tụ lớn của các sản phẩm tạo thành như: Etanol tạo ra
nhiều, nồng độ của nó cao làm ức chế hoạt động của nấm men, dẫn đến hoạt động của nấm
men bị yếu đi. Ngoài ra, etanol trong dịch có thể bị chuyển hóa thành axit do sự hiện diện
của các vi sinh vật khác trong dung dịch, làm cho nồng độ của etanol giảm.
Việc tính toán từ kết quả nghiên cứu thu được cho thấy, cứ 1 tấn vỏ quả cà phê khô có
thể thu hồi được 38,4 kg etanol tương ứng hiệu suất 3,84%.
4. KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu thu được chỉ ra tiềm năng sử dụng nguồn phế thải nông nghiệp, vỏ
quả cà phê, để sản xuất etanol bằng công nghệ sinh học, sử dụng enzym xenlulaza để thuỷ
phân vỏ quả cà phê thành glucozơ, đồng thời sử dụng men Saccharomyces cerevisiae để
lên men glucozơ thành etanol, một mặt, nó tạo ra nguồn năng lượng sạch hoặc đồ uống có
cồn có giá trị kinh tế, mặt khác, có thể xử lý được rác thải nông nghiệp góp phần bảo vệ
môi trường.
Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Viện công nghệ sinh học - Viện công
nghệ Môi trường Viện hàn lâm Khoa học Việt nam; Trung tâm xử lý môi trường - Viện
Hóa học & Môi trường
N. H. Nam, , N. M. Hà, “Nghiên cứu điều chế etanol từ vỏ quả phương pháp sinh học.” 66
Khoa học Kỹ thuật Quân sự; Bộ Môn Hoá – Khoa Khoa học cơ bản – Trường đại học Mỏ
- Địa chất đã tạo điều kiện, giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ariyajaroenwong, P., et al., "Repeated-Batch Ethanol Production from Sweet
Sorghum Juice by Saccharomyces cerevisiae Immobilized onSweet Sorghum Stalks",
Energies 5 (2012): pp. 1215-1228.
[2]. Koutinas, A., et al., "Economic evaluation of technology for a new generation biofuel
production using wastes", Bioresource technology, Vol. 200 (2016), pp. 178-185.
[3]. Karimi, K., et al., "Ethanol production from dilute-acid pretreated rice straw by
simultaneous sacharification and fermentation with Mucor indicus, Rhizopus oryzae,
Saccharomyces cerevisiae", Enxyme and microbial Technology 40 (2006), pp. 138-
144.
[4]. Prasad, S. and A. Singh, "Native fuel from agricultural, industrial and urban
residues”, Resources, Conservation and Recycling, Vol. 50, No. 1 (2007), pp. 1–39.
[5]. Bao, N. T. and B. Tuyen, "Điều tra qui hoạch các dạng năng lượng mới trên địa bàn
thành phố Hồ Chí Minh", Sở Khoa học và công nghệ thành phố Hồ Chí Minh (2011).
[6]. Binod, P., et al., "Bioethanol production from rice straw: An overview", Bioresource
technology, Vol. 101, No. 13 (2010), pp. 4767-4774.
[7]. Elbashiti, T., et al., "Bioethanol production by immobilized Saccharomyces cerevisiae
using different lignocellulosic materials", Journal of Natural Studies, Vol. 25, No. 1
(2017), pp. 30-39.
[8]. Binod, P., et al., "Short duration microwave assisted pretreatment enhances the
enzymatic saccharification and fermentable sugar yield from sugarcane bagasse",
Renewable Energy, Vol. 37, No. 1 (2012), pp.109-116.
[9]. Chen, C. C., et al., "Accelerated bioethanol fermentation by using a novel yeast
immobilization technique: Microtube array membrane" Process Biochemistry, Vol.
50, No. 10 (2015), pp. 1509- 1515.
ABSTRACT
PREPARATION OF ETHANOL FROM ROBUSTA COFFFEE HUSK IN LAM DONG,
VIETNAM BY BIOLOGICAL METHOD
In the paper, results of the use of cenlulase enzyme to hydrolyse coffee husk into
glucose are presented. Glucose was formed with 2.5mL glucose/250g coffee husk
after 4 hours in pH = 4 at 40°C. After hydrolysis and fermentation of the product
with Saccharomyces cerevisiae 3.5% in 15 days to convert glucose to ethanol, the
efficiency of 3.84% was achieved. The results show that the potential of ethanol
production from coffee husk is high.
Keywords: Coffee husk; Enzyme cellulase; Ethanol; Saccharomyces cerevisiae; Hydrolysis.
Nhận bài ngày 16 tháng 02 năm 2018
Hoàn thiện ngày 06 tháng 3 năm 2018
Chấp nhận đăng ngày 02 tháng 4 năm 2018
Địa chỉ: 1 Bộ môn Kỹ thuật môi trường, Khoa Môi trường, Trường đại học Mỏ - Địa chất;
2 Bộ môn Hóa, Khoa Khoa học cơ bản, Trường đại học Mỏ - Địa chất;
3 Bộ môn Môi trường cơ sở, Khoa Môi trường, Trường đại học Mỏ - Địa chất.
* Email: nguyenhoangnam@humg.edu.vn.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 09_j20_nguyen_hoang_nam_4594_2150521.pdf